PL195737B1 - Sposób odzyskiwania węgla i mieszaniny węglowodorów ze zużytych opon lub podobnego materiału polimerycznego poprzez obróbkę pirolityczną w reaktorze - Google Patents

Abstract

1. Sposób odzyskiwania w egla i mieszaniny w eglowodorów ze zu zytych opon lub podobnego materia lu polimerycznego poprzez obróbk e piro- lityczn a w reaktorze z zewn etrznie uszczelnion a przestrzeni a od zewn atrz, do której porcjami, korzystnie w du zych fragmentach, laduje si e materia l, poprzez ogrzewanie materia lu do tem- peratury pirolizy w reaktorze i usuwanie gazu pirolitycznego z reaktora i skroplenie w ch lodnicy po laczonej z reaktorem, znamienny tym, ze stosuje si e reaktor (3) maj acy wlot (6) i wylot (7) tworz ace cz es c obwodu recyrkulacyjnego, po- przez który uprzednio ogrzany gaz prowadzi si e do reaktora i ch lodnicy i bezpo srednio kontaktuje si e z materia lem polimerycznym umieszczonym w reaktorze, w którym co najmniej cz esc gazu pirolitycznego uzyskanego w reaktorze i odzy- skanego z rektora, bez skroplenia w ch lodnicy (8) ogrzewa si e do wcze sniej okre slonej tempe- ratury i poprzez recyrkulacj e w obwodzie recyr- kulacyjnym prowadzi si e poprzez reaktor dla ogrzania materia lu w reaktorze. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania węgla i mieszaniny węglowodorów ze zużytych opon lub podobnego materiału polimerycznego poprzez obróbkę pirolityczną w reaktorze.

Zużyte opony pojazdów i inne materiały gumowe w ostatnich latach stały się głównym problemem środowiskowym, ponieważ materiał jako taki nie ulega łatwej biodegradacji i aktualnie wymaga ogromnych powierzchni do składowania i przechowywania, a spalanie materiału do popiołu w specjalnych instalacjach do spalania wytwarza niebezpieczne dla środowiska substancje, takie jak zawierające siarkę kwasy i inne gazy o zapachu paliwa.

Ponieważ materiał, z którego składa się opona, sam zawiera dużą część substancji, które są cenne dla przemysłu petrochemicznego, okazało się warte opracowanie skutecznych metod odzyskiwania tych cennych substancji. Opona składa się, między innymi, w przybliżeniu z 35% sadzy jako wzmocnienia w ściankach i bieżniku, ścierającej się powierzchni opony, w przybliżeniu 60% kauczuku styrenowo-butadienowego (SBR) i znacznej ilości oleju wraz z kordem w postaci zbrojenia stalowego i/lub szklanego włókna poliestrowego. Wszystkie te substancje są cenne i drogie do wytworzenia konwencjonalnymi sposobami z dostępnych materiałów surowcowych. Niestety z drugiej strony substancje, które stanowią elementy materiału opony i które nadają oponie pożądane właściwości, stanowią również przede wszystkim te substancje, które bardziej utrudniają możliwość efektywnego recyklingu opon.

Recykling zużytych opon znany jest na drodze tak zwanej pirolizy, w której opony lub odpady gumowe po rozdrobnieniu na fragmenty o odpowiedniej wielkości, wprowadza się do wielkiego reaktora w postaci pieca do zgazowywania bez dostępu tlenu, które następuje w temperaturach od 450 do 600°C. Proces pirolizy daje lotny gaz, znany jako gaz pirolityczny, który dodatkowo do pary wodnej, zawiera również tlenek węgla, dwutlenek węgla, parafiny, olefiny i pewne inne węglowodory, z której to pirolizy mogą być odzyskane olej gazowy i gaz. Sadza i/lub węgiel aktywny mogą być wytwarzane z zawierają cej wę giel stał ej pozostał o ś ci, która pozostaje w reaktorze po zakoń czeniu pirolizy. Produkt powstały z wtórnego przerobu opon składa się głównie z 20% oleju, 25% gazu, około 15% stali i innych materiałów, wraz z około 40% węgla.

Jedną z przyczyn tego, że proces pirolizy do recyklingu opon i innych materiałów gumowych dotąd był stosowany w bardzo ograniczonym zakresie było to, że instalacja jako taka wymaga dużych inwestycji, a ceny produktów, jakie mogą być otrzymywane ze zużytych opon w takiej instalacji są o wiele za niskie w porównaniu z cenami porównywalnych produktów wytwarzanych konwencjonalnymi metodami. Odnosi się to szczególnie do różnego typu produktów naftowych, jakie mogą być wytworzone w procesie pirolizy i następnych etapach oddzielania i oczyszczania.

Węgiel lub koks pirolityczny, które otrzymuje się jako pozostałość procesu pirolizy, potwierdziły jako takie, że są łatwo porównywalne pod względem kosztów z węglem wytwarzanym, konwencjonalnymi metodami, zwłaszcza, jeśli węgiel, jaki otrzymano drogą pirolizy, poddaje się dalszej rafinacji do sadzy. Zwykle rafinacja następuje na drodze mikronizacji w szeregu następujących po sobie etapów, które obejmują w ramach innych procesów rozdrabnianie i segregację pod względem gęstości. Duże ilości sadzy stosuje się jako pigment i wypełniacz w przemyśle gumowym i tworzyw sztucznych, a cena w przypadku wytwarzania opisaną wyżej metodą może łatwo konkurować z sadzą wytwarzaną konwencjonalną metodą.

Przez kondensację mniej lotnych składników gazu pirolitycznego, jaki otrzymuje się w procesie pirolizy, może być otrzymany tak zwany ojej pirolityczny, który składa się głównie z oleju dieslowskiego lub lekkiego oleju napędowego, z tą różnicą, że ma on stosunkowo dużą zawartość siarki i aromatycznych węglowodorów. Wysoka zawartość siarki i innych zanieczyszczeń może być zmniejszona, na przykład przez filtrację, a związki węglowodorowe rozdzielone na różne frakcje przez skraplanie. Temperatury, przy jakich olej ulega skropleniu z gazu pirolitycznego różnią się w zależności od gęstości oleju, ale w zasadzie cięższe frakcje oleju ulegają skropleniu w temperaturze około 350°C, średnio ciężkie oleje w temperaturze pomiędzy 100 i 350°C, a lekkie oleje w temperaturze niższej niż 100°C. Frakcje oleju, które uległy skropleniu kieruje się do dalszego przechowywania w specjalnych zbiornikach, podczas gdy pozostały, nie skondensowany gaz pirolityczny może być z korzyścią wykorzystany jako paliwo w instalacji recyklingu.

Jak wspomniano wyżej, pewne produkty pirolizy są na tyle cenne, że mogą być brane pod uwagę jako surowce do dalszego przetwarzania i oczyszczania. Jednak doświadczenia wykazały, że właściwości wspomnianych produktów pirolizy w dużej mierze są zdeterminowane procesem pirolizy

PL 195 737 B1 przez takie czynniki jak temperatura, szybkość ogrzewania, czas przebywania w reaktorze i szybkość chłodzenia. Stąd wskazane jest kontrolowanie tych parametrów z dużą dokładnością podczas procesu pirolizy.

Jeśli koks, jaki pozostaje po procesie pirolizy ma być użyty jako stałe paliwo, oddziela się go przez odsianie od pozostałości stali i włókien szklanych i kieruje się do przechowywania. Z drugiej strony koks przeznaczony do dalszego oczyszczania w celu wytworzenia na przykład sadzy lub węgla aktywnego musi przejść inny etap obróbki pirolitycznej, który między innymi obejmuje podniesienie temperatury do 800-900°C w celu całkowitego usunięcia jakichkolwiek śladów lotnych węglowodorów, jakie mogą być obecne, z następną redukcją temperatury i ewentualną obróbką parą.

Według znanych technik odzyskiwania sadzy i węglowodorów ze zużytych opon drogą pirolizy stosuje się reaktory, które ogrzewane są pośrednio, zwykle przez przepuszczanie stopionej soli przez kanały lub wężownice, które otaczają reaktor.

Wadą techniki ogrzewania pośredniego jest między innymi to, że czas odpowiedzi dla aktualnie określanego parametru jest zbyt długi dla osiągnięcia zadowalającej kontroli procesu rozpadu materiału opony w reaktorze, jak też nie istnieje możliwość podczas końcowej fazy reakcji, szybkiego ogrzania lub chłodzenia pozostałości poddanej obróbce drogą pirolizy lub dodania do niej pary. Ponadto, ilość energii potrzebnej do ogrzania i rozkładu materiału opony jest wyższa, na skutek występujących strat energii, niż byłaby potrzebna w porównywalnym procesie z użyciem ogrzewania bezpośredniego.

W celu osiągnięcia bezpośredniego ogrzania odpadów opon, i na tej drodze lepszego sterowania i kontroli procesu pirolizy, okazało się, że odpowiednia jest recyrkulacja wytwarzającego się gazu pirolitycznego, przy której gaz ten po ogrzaniu kieruje się przez odpady, po czym skrapla się do płynnej frakcji przez przejście przez chłodnicę.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3962045 znana jest instalacja do obróbki pirolitycznej odpadów w postaci, między innymi, tworzyw sztucznych i kauczuków, w której stosuje się zawracany ogrzany gaz pirolityczny do ogrzewania tych odpadów, w której cyrkulujący gaz pirolityczny kieruje się przez strefę reaktorową, w której powoduje się jego spotkanie z ciągłym strumieniem odpadów przechodzących przez strefę reaktorową. Po przejściu strefy reaktorowej część utworzonego gazu pirolitycznego zawraca się do chłodnicy do skroplenia do płynnej fazy, podczas gdy inną część gazu pirolitycznego kieruje się do wymiennika ciepła w celu ponownego ogrzania i zawrócenia do wspomnianej strefy reaktorowej. Koks uformowany w procesie pirolizy przy pomocy ślimaka jest wyprowadzany z dolnej części reaktora do jednostki magazynowej. Wprawdzie odpady są wprowadzane w sposób ciągły do strefy reaktorowej, jednak możliwości kontroli procesu pirolizy są ograniczone i powstający koks ze stanu składowania musi przejść dalsze etapy obróbki i pirolizy, to znaczy ogrzewania do temperatury od 800 do 900°C w przypadku, kiedy koks musi być dalej oczyszczany w celu wytworzenia sadzy lub węgla aktywnego. Ponadto, szybkość wytwarzania skroplonych produktów jest niska, ponieważ tylko część utworzonego gazu pirolitycznego kieruje się przez wspomnianą chłodnicę.

Stąd pierwszym celem wynalazku jest opracowanie sposobu, który poprawiałby warunki kontrolowania procesu pirolizy i który umożliwiłby odzyskiwanie znacznej części składników, takich jak sadza i skroplone oleje ze zuż ytych opon z wię kszą efektywnoś cią i o lepszej jakoś ci. Bardziej dokł adnie celem jest sposób, który umożliwia kontrolowanie procesu pirolizy opartego na wstępnie ustalonym planie z użyciem parametrów zależnych od użytego materiału surowcowego i w którym finalny produkt jest osiągany, a sposób według wynalazku bazuje na zasadzie wprowadzania porcjami materiału z opon do obróbki w reaktorze. Zawracany gaz pirolityczny stosuje się do ogrzania reaktora przez przepuszczanie go przez reaktor i mierzy się skład i stosunki ilościowe gazu pirolitycznego, jaki wytwarza się w reaktorze, przy czym otrzymaną informację stosuje się do kontroli i regulacji procesu.

Drugim celem wynalazku jest umożliwienie łatwiejszego operowania porcjami przetwarzanego odpadowego materiału z opon i na tej drodze umożliwienie szybkiej i prostej wymiany materiału, który ma być poddany obróbce w reaktorze.

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania węgla i mieszaniny węglowodorów ze zużytych opon lub podobnego materiału polimerycznego poprzez obróbkę pirolityczną w reaktorze z zewnętrznie uszczelnioną przestrzenią od zewnątrz, do której porcjami, korzystnie w dużych fragmentach, ładuje się materiał, poprzez ogrzewanie materiału do temperatury pirolizy w reaktorze i usuwanie gazu pirolitycznego z reaktora i skroplenie w chłodnicy połączonej z reaktorem, charakteryzujący się tym, że stosuje się reaktor 3, mający wlot 6 i wylot 7 tworzące część obwodu recyrkulacyjnego, poprzez który uprzednio ogrzany gaz prowadzi się do reaktora i chłodnicy i bezpośrednio kontaktuje się

PL 195 737 B1 z materiał em polimerycznym umieszczonym w reaktorze, w którym co najmniej część gazu pirolitycznego uzyskanego w reaktorze i odzyskanego z rektora, bez skroplenia w chłodnicy 8 ogrzewa się do wcześniej określonej temperatury i poprzez recyrkulację w obwodzie recyrkulacyjnym prowadzi się poprzez reaktor dla ogrzania materiału w reaktorze.

Korzystnie w sposobie według wynalazku uprzednio ogrzany gaz nieaktywny wprowadza się i cyrkuluje w obwodzie recyrkulacji w począ tkowej fazie procesu do ogrzania materiał u umieszczonego w reaktorze 3.

Korzystnie w sposobie według wynalazku gaz nieaktywny wprowadza się i cyrkuluje w obwodzie recyrkulacji w końcowej fazie procesu pirolizy dla oziębienia reaktora 3.

Korzystnie w sposobie według wynalazku mierzy się stosunki ilościowe i skład gazu pirolitycznego opuszczającego reaktor 3, a otrzymane na tej drodze informacje stosuje się do kontroli i regulacji procesu pirolizy. Do oznaczania gazu pirolitycznego opuszczającego reaktor 3 stosuje się chromatografy 11, 11'.

Korzystnie w sposobie według wynalazku gazy pirolityczne opuszczające reaktor 3 mierzy się przy wylocie 7 z reaktora 3 i wylocie 10 z chłodnicy 8.

W sposobie według wynalazku stosuje się reaktor 3 z uszczelnioną przestrzenią, w którym umieszcza się pojemnik 2, wypełniony fragmentami materiału z opon, przez który przepuszcza się gaz. Korzystnie w sposobie według wynalazku stosuje się pojemnik 2, otwarty od góry, w którym dno posiada otwory lub perforację, których wielkość dobiera się w stosunku do wielkości fragmentów opon tak, aby nie mogły one przechodzić przez otwory, ale aby gaz mógł przechodzić przez pojemnik bez znaczącego oporu. Materiał poddawany obróbce ogrzewa się do temperatury od 450 do 600°C.

Wynalazek opisany jest bardziej dokładnie niżej w oparciu o załączony schemat, który pokazuje schematycznie etapy procesu podczas realizacji sposobu według wynalazku.

Odnośnik 1 użyto do zaznaczenia miejsca składowania zużytych opon, które, w niepokazanym na diagramie wcześniejszym etapie, zostały pocięte na taśmy o szerokości około 15 cm przy pomocy odpowiedniego urządzenia tnącego i które w szeregu następnych etapów są cięte na segmenty o średniej długości krawędzi około 5 cm. Wzór urządzenia tnącego nie będzie tu opisany bardziej szczegółowo, ponieważ urządzenia takie znane są dobrze w tej dziedzinie technologii. W tym etapie cięcia nie oddziela się jednak materiału wzmacniającego szkielet opony od reszty materiału kauczukowego opony jako, że kompletna opona tworzy wspomniane segmenty. Ponieważ określenie segment stosuje się raczej do określenia pojedynczego produktu cięcia, wyżej wspomniane segmenty jako całość będą określane dalej jako fragmenty, ponieważ w warunkach cięcia bardziej właściwie mogą być one traktowane jako materiał objętościowy.

Pocięte fragmenty opon czyści się z luźnych zanieczyszczeń i pyłu, co jest konieczne, między innymi z tego względu, żeby zapewnić, że pirolityczny koks, jaki będzie następnie się formował, miał możliwie najmniejszą zawartość popiołu. Woda przemywająca powinna mieć temperaturę około 40°C i moż e być ogrzana poś rednio, przez wykorzystanie nadmiaru ciepł a z instalacji pirolizy. Innym powodem przemywania jest usunięcie z materiału opon lodu i śniegu, które mogą prowadzić do tworzenia się pary i w ten sposób do niekontrolowanego wzrostu ciśnienia w komorze pirolitycznej. W celu dalszego zapewnienia, że wilgoć nie będzie przenikać do komory pirolitycznej, fragmenty opon po umyciu suszy się w procesie, który zwykle prowadzi się w taki sposób, że fragmenty kieruje się do komory suszarniczej z cyrkulującym powietrzem mającym temperaturę około 120°C, po czym fragmenty transportuje się do wspomnianego miejsca składowania.

Według korzystnej odmiany wynalazku stosuje się pojemniki 2. Wypełnia się je fragmentami opon z miejsca składowania, a przeznaczone są one do operowania przy pomocy odpowiednich urządzeń transportujących takich jak suwnice lub dźwigi. Odnośnik 3 na rysunku ogólnie odnosi się do komory pirolitycznej lub reaktora, który obejmuje zaznaczoną linią przerywaną przestrzeń 4, odpowiadającą zewnętrznej powierzchni pojemnika i który ma w górnej części zamykany otwór 5, który pozwala na wprowadzanie do i wyjmowanie z tej przestrzeni pojemników 2 podczas wymiany. Reaktor 3 i pojemniki 2 korzystnie wykonane są ze stali nierdzewnej, wytrzymują cej wysokie temperatury, lub z podobnego materiału w celu zapewnienia odporności na wysoką temperaturę, jaka panuje w reaktorze. Wlot 6 i wylot 7 są tak przyłączone do reaktora 3, że umożliwiają wprowadzenie i wyprowadzenie nieaktywnego gazu i jego przejście w ten sposób przez umieszczone w pojemniku 2 fragmenty opon. W celu umoż liwienia przejś cia gazu przez pojemnik, gdy taki znajduje się w reaktorze 3, pojemnik 2 jest otwarty od góry, a jego dno zawiera niepokazane na rysunku otwory lub perforację, których wielkość dobiera się odpowiednio do wielkości fragmentów opon tak, aby te nie mogły przechodzić przez

PL 195 737 B1 otwory, podczas gdy gaz może przechodzić przez pojemnik bez znaczącego oporu. Pojemnik 2 jest poza tym wyposażony w urządzenia, które pozwalają na jego szczelne połączenie z wlotem 6 i wylotem 7 reaktora 3 albo umocowany jest w inny sposób, który wymusza przejście gazu przez pojemnik 2.

Reaktor 3 poprzez wylot 7 połączony jest w sposób umożliwiający przesłanie gazu do chłodnicy 8, która ma pierwszy wylot 9 do wyprowadzania ciekłej fazy produktu, która uległa skropleniu z utworzonego gazu pirolitycznego i drugi wylot 10 do wyprowadzania lotnej fazy nie skondensowanego gazu pirolitycznego, która składa się głównie z gazowego metanu, gazowego wodoru i pewnych zmieszanych gazów. Chłodnica 8 nie będzie tu bliżej opisana, ponieważ taka technologia jest dobrze znana, przy czym wspomniana chłodnica zawiera wymiennik ciepła, który pracuje przez pośrednią wymianę ciepła przy pomocy powietrza, wody lub innego odpowiedniego medium, w sposób który jest dobrze znany. Urządzenie pomiarowe, przy pomocy którego różne składniki gazu pirolitycznego i stosunki iloś ciowe w gazie mogą być analizowane, umieszczone jest w połączeniu z chłodnicą 8. Odpowiednio pomiar taki ma miejsce przy pomocy pierwszego chromatografu 11, który połączony jest z wlotem 7 chł odnicy w celu rejestrowania skł adu gazu pirolitycznego na wyjś ciu z reaktora 3 i przez drugi chromatograf 11', połączony z wylotem 10 chłodnicy w celu rejestrowania składu gazu pirolitycznego za chłodnicą. Jak wyraźnie wynika z rysunku, wylot 10 chłodnicy rozgałęzia się na pierwszy przewód 12 i drugi przewód 13, przy czym pierwszy przewód tworzy część obwodu cyrkulacji, którego zadaniem jest zawracanie części nieskroplonego gazu pirolitycznego do wlotu 6 reaktora, podczas gdy drugi przewód 13 tworzy część jednostki zbiorczej, która obejmuje zbiornik gazu 14, którego zadaniem jest przechowywanie pozostałej części nieskroplonego gazu pirolitycznego, to znaczy tej części, która chwilowo nie może być użyta w procesie pirolizy. Pierwszy przewód 12 w obwodzie recyrkulacyjnym, patrząc w kierunku przepływu gazu, połączony jest z wlotem 15 do wprowadzania nieaktywnego gazu do obwodu cyrkulacyjnego wraz z innym medium, na przykład z parą, pompą cyrkulacyjną 16 i wymiennikiem ciepła 17 i bezpośrednim palnikiem 18 zasilanym odpowiednio olejem lub gazem. Temperatura lotnych gazów płynących z reaktora 3 poprzez wylot 7 podczas procesu pirolizy mierzona jest przy pomocy urządzenia pomiarowego temperatury 19 i na bazie tej informacji przy pomocy zaworu 20 określa się i kontroluje ilość paliwa zasilającego gazowy bojler 21 do ogrzewania wymiennika ciepła 17. Jak przedstawiono na rysunku, zawór 22 jest połączony z urządzeniem pomiarowym temperatury 19 na wylocie 7 z reaktora w taki sam sposób, i służy do kontroli i regulacji zasilania paliwem palnika 18.

Do zbiornika gazu 14 jest przyłączony przewód 23, którego zadaniem jest bądź kierowanie nadmiaru gazu pirolitycznego, który zawarty jest w zbiorniku, do pewnych odbiorców zewnętrznych lub zawracanie tego gazu jako paliwo do instalacji pirolizy. Odpowiednia jest recyrkulacja nadmiaru gazu jako paliwo do ogrzewania gazowego bojlera 21, którego zadaniem jest ogrzewanie wymiennika ciepła 17, które zaznaczono na rysunku przerywaną linią 24. Ciśnienie w zbiorniku gazu 14 mierzone jest przy pomocy urządzenia pomiarowego ciśnienia 25, a ilość paliwa gazowego, jaka w danym momencie może być skierowana do bojlera gazowego, kontrolowana jest i regulowana przez urządzenie zaworowe 26.

Opisana wyżej instalacja pirolizy działa w następujący sposób. Po umieszczeniu w reaktorze 3 jednego pojemnika 2 z fragmentami opon, reaktor lub bardziej dokładnie fragmenty opon zawarte w pojemniku, ogrzewa się bezpośrednio nieaktywnym gazem kierowanym do obwodu poprzez wlot 15. Pierwszym celem tego nieaktywnego gazu jest zastąpienie wszelkiego powietrza pozostającego po wymianie w zbiorniku 2 i działanie jako gaz recyrkulujący do czasu aż zacznie tworzyć się gaz pirolityczny, po czym stopniowo jest on rozcieńczany przez gaz pirolityczny. Odpowiednie jest stosowanie gazowego azotu jako gazowego nośnika ciepła, lub jakiegokolwiek innego gazu odpowiedniego do tego celu, niezawierającego tlenu. Gazowy azot ogrzewa się w wymienniku ciepła 17 do temperatury w przybliżeniu 500-600°C, lub temperatury odpowiedniej do zapoczą tkowania procesu termicznego rozkładu fragmentów opon. Jest zrozumiałe, że podane wyżej temperatury należy traktować jako orientacyjne, ponieważ temperatura gazu płynącego przez reaktor 3 określana jest częściowo przez parametry związane wyłącznie z parametrami konstrukcyjnymi, takimi jak wydajność reaktora, straty ciepła, itp., a częściowego przez specyficzne właściwości materiału kauczukowego, ponieważ temperatura, przy której następuje termiczny rozkład materiału opon zmienia się zależnie od nich w szerokim zakresie. Dla większości materiałów kauczukowych, jednak termiczny rozkład w komorze reakcyjnej następuje w temperaturze 450-600°C, ale zapoczątkowanej w temperaturze niższej, około 150°C.

Lotne gazy stanowiące węglowodory, tak zwany gaz pirolityczny, które wypływają z reaktora, kieruje się przewodem 7 do chłodnicy 8, która nieulegające skropleniu produkty olejowe opuszcza

PL 195 737 B1 przewodem 9, podczas gdy cześć nieulegającego skropleniu gazu pirolitycznego, kiedy się odgałęzionym przewodem 12 przez wymiennik ciepła 17 i zawraca się do reaktora 3, a pozostałą część gazu, która nie może być w danym momencie użyta do procesu pirolizy, kieruje się odgałęzionym przewodem 13 do zbiornika gazu 14.

Chromatografy gazowe 11 i 11' połączone odpowiednio z wlotem i wylotem chłodnicy 8, rejestrują skład i ilość zgazowanych węglowodorów, jakie znajdują się w każdym momencie w gazie pirolitycznym, dzięki którym uzyskuje się informacje wykorzystywane zarówno do kontroli procesu, jak i do dokładnego określenia, kiedy termiczny rozkład materiału z opon jest zakończony, ponieważ w tych warunkach reaktor 3 przestaje wytwarzać gaz pirolityczny.

Gdy proces pirolizy jest zakończony, w pojemniku 2 umieszczonym w reaktorze 3 pozostaje stała pozostałość zawierająca węgiel, tak zwany koks. Koks ten, po oddzieleniu przez odsianie od stali i pozostałości włókien szklanych, może być użyty jako materiał bazowy do wytworzenia paliwa, gazu generatorowego lub surowca do innych celów. Z drugiej strony, jeśli zamierza się zastosować koks do wytwarzania sadzy i/lub węgla aktywnego, wszelkie ślady lotnych węglowodorów, jakie mogą być obecne, powinny być usunięte z koksu w celu zapewnienia sadzy o wymaganej jakości, w procesie, który ma miejsce po pirolizie drogą obróbki w temperaturze od 800 do 900°C.

Według zastrzeżeń wynalazku uzyskuje się korzyść polegającą na tym, że koks nie musi być usuwany z reaktora 3 w celu przeprowadzenia wymaganego etapu reakcji w podwyższonej temperaturze. Osiąga się to stosunkowo prosto, uruchamiając palnik 18, dzięki czemu gaz pirolityczny cyrkulujący poprzez reaktor 3 może być szybko ogrzany do wymienionej wyżej temperatury i temperatura ta może być utrzymywana w ciągu zaplanowanego okresu, albo alternatywnie tak długo aż chromatografy 11 i 11' wykażą, że lotne węglowodory opuściły reaktor 3. Obwód gazu cyrkulującego przez reaktor 3 daje taką korzyść, ż e proces moż e być kontrolowany przez wprowadzanie do obwodu mediów zewnętrznych różnego typu. W tej części, proces może być gwałtownie zatrzymany przez wprowadzenie do obwodu gazowego azotu poprzez wlot 15, dzięki czemu chłodzi się reaktor 3. Warte rozważenia jest wprowadzenie do koksu utworzonego w reaktorze 3 jakiegoś innego medium, takiego jak np. para wodna.

Po przeprowadzeniu następnych etapów, otwiera się reaktor 3, aby można było usunąć z reaktora pojemnik 2 w sposób pokazany na rysunku. Pozostający koks w znany sposób oczyszcza się z materiału wzmacniają cego i podobnie odsiewa i następnie rozdrabnia, poprzez mielenie w celu użycia, na przykład, do wytworzenia sadzy.

Claims (9)

1. Sposób odzyskiwania węgla i mieszaniny węglowodorów ze zużytych opon lub podobnego materiału polimerycznego poprzez obróbkę pirolityczną w reaktorze z zewnętrznie uszczelnioną przestrzenią od zewnątrz, do której porcjami, korzystnie w dużych fragmentach, ładuje się materiał, poprzez ogrzewanie materiału do temperatury pirolizy w reaktorze i usuwanie gazu pirolitycznego z reaktora i skroplenie w chłodnicy połączonej z reaktorem, znamienny tym, że stosuje się reaktor (3) mający wlot (6) i wylot (7) tworzące część obwodu recyrkulacyjnego, poprzez który uprzednio ogrzany gaz prowadzi się do reaktora i chłodnicy i bezpośrednio kontaktuje się z materiałem polimerycznym umieszczonym w reaktorze, w którym co najmniej część gazu pirolitycznego uzyskanego w reaktorze i odzyskanego z rektora, bez skroplenia w chłodnicy (8) ogrzewa się do wcześniej określonej temperatury i poprzez recyrkulację w obwodzie recyrkulacyjnym prowadzi się poprzez reaktor dla ogrzania materiału w reaktorze.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uprzednio ogrzany gaz nieaktywny wprowadza się i cyrkuluje w obwodzie recyrkulacji w początkowej fazie procesu do ogrzania materiału umieszczonego w reaktorze (3).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz nieaktywny wprowadza się i cyrkuluje w obwodzie recyrkulacji w koń cowej fazie procesu pirolizy dla ozię bienia reaktora (3).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mierzy się stosunki ilościowe i skład gazu pirolitycznego opuszczającego reaktor (3), a otrzymane na tej drodze informacje stosuje się do kontroli i regulacji procesu pirolizy.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się chromatografy (11, 11') do oznaczania gazu pirolitycznego opuszczającego reaktor (3).

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że gazy pirolityczne opuszczające reaktor (3) mierzy się przy wylocie (7) z reaktora (3) i wylocie (10) z chłodnicy (8).

PL 195 737 B1

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się reaktor (3) z uszczelnioną przestrzenią, w którym umieszcza się pojemnik (2), wypełniony fragmentami materiału z opon, przez który przepuszcza się gaz.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się pojemnik (2), otwarty od góry, w którym dno posiada otwory lub perforację, których wielkość dobiera się w stosunku do wielkości fragmentów opon tak, aby nie mogły one przechodzić przez otwory, ale aby gaz mógł przechodzić przez pojemnik bez znaczącego oporu.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał poddawany obróbce ogrzewa się do temperatury od 450 do 600°C.